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主题:从中国核技术新突破谈乏燃料后处理。 -- 桃源客

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家园 成本这块儿

确实值得商榷。俺也看过不少资料说提炼钚的实际成本比铀235低。不过提炼钚必须要建反应堆,前提还得有铀,还有后处理和废料等一系列问题,加上剧剧毒,连带的费用貌似更高。

此处存疑,不作定论。先把原贴的提法改过。谢谢提醒!

钚作核武估计主要是为了小型化。另外,商用核反应堆普及以后,提炼钚应该比浓缩铀要方便多了。毕竟浓缩铀的技术要求极高,也费时费力。

家园 可能困难就在钚240和钚239的分离上。

铀原子量相差3,分离已经很困难,钚只差1。

家园 全分离是不可能的。

铀235提炼成功后,既可以设计出工艺要求低的枪式原子弹,也可以设计出威力巨大的内聚式原子弹。

钚239不能用来制造枪式原子弹,因为枪式结构对过早点火特别敏感,而提炼出来的钚239材料之中不可避免的含有钚240(控制在一定百分比以内)容易自发裂变,从而引起早点火。所以美国核弹大多数采用内爆式。

家园 在民用动力堆中使用钚成本确实比铀高

钚的毒性决定了其在燃料制造工序中的一系列操作比铀复杂,加上后处理费用本来就高于直接使用低浓铀燃料的成本——天然铀价格在40美元以下时单位质量的乏燃料后处理费用就稍高于生产同样数量的低浓铀燃料,而后处理费用基本都集中在回收的钚价格上,同等燃耗的MOX燃料(PuU混合氧化物燃料)价格因而远高于低浓铀燃料的成本。加上由于冷战结束之后的兆吨换兆瓦计划,铀价低迷了二十年。过去,MOX燃料在热堆中应用基本上在经济上是不合算的。

这是美国人坚持一次通过循环的真正原因——乏燃料里的钚和铀在地质存储中不会损失多少(主要是损失钚241),留到技术成熟成本更低以后进行后处理和利用更合算。

只有英国法国日本这种铀资源稀缺,又不便承受地质贮存大量乏燃料的风险和费用的才进行MOX燃料在热堆中的应用,国内也对动力堆后处理兴趣有限——就是现在,几乎所有人都倾向于快堆技术成熟之后在快堆中使用MOX燃料,而国内在90年代甚至对核电站都兴趣缺缺,后处理自然无人问津。

家园 武汉当地报纸上

除了说利用率提高60倍之外

还提到我国这个核资源储备从预计的50年提升到了3000年

其他的就没说什么了(楼主说得好详细)

而且篇幅不大,在国内新闻的角落里,篇幅500字左右。

家园 反应堆级钚不只有钚239

还有相当的钚240、钚241,钚241是易裂变元素,对于热堆回用回收钚有重要意义,由于其半衰期短,为避免其损失,对后处理和MOX燃料制备周期有要求。

由于MA和钚240、241的存在,在热堆中使用MOX燃料时钚的回用次数有很大限制,一般不超过两次,仅仅将对天然铀的利用率从不到1%提高到1.5%左右。从减少MA数量和铀资源利用的角度出发,用快堆烧反应堆级钚才是更合理选择。

由于快堆燃耗远高于动力堆,其后处理流程使用Pulex流程受到很大限制,如萃取过程易出现三相,所以一直在研究更有效的处理方法。

相比与美国的Urex+流程,其他国家在研究将MA和LFFP(长寿命裂变产物)从Pulex流程的高放废液中分离出来的流程,希望用快堆和ADS系统对MA和LFFP进行嬗变,国内也有类似的研究如清华的Trpo流程。

推测
家园 老大,你的回复太给力了,敬礼。
家园 姜圣阶院士好像是侯德榜先生一手带出来的

当时是被硬要去的,他自己还愿意在侯先生手下继续干。

家园 是。

姜圣阶1946年毕业后受聘于永利公司南京永利宁厂,即以突出的工作能力引起厂长侯德榜先生的注意。抗战后,姜随侯先生入川,在乐山五通桥筹建永利川厂。侯老在此期间发明了侯氏联合制碱法,姜是助手之一。后来侯先生撰写《制碱工学》,其中的机械篇是由姜圣阶协助编纂整理的。1945年10月,姜圣阶返南京任南京永利宁厂关键部门—高压合成车间主任兼主任工程师。

姜圣阶从美国哥伦比亚研究生院毕业后,于1950年6月搭乘当时开往中国大陆的最后一艘挪威货轮,带上自己几乎全部积蓄购置的2000余册图书资料离开美国。9月回国,初任天津大学教授。不久,遵从侯德榜建议,调任南京永利宁厂副厂长兼总工程师,从事化肥生产。

1962年,姜圣阶去酒泉是周总理亲自安排的。

家园 谢谢补充,受教了。

看来您对这方面也很内行。以后多交流,先谢过。

家园 俺干货不多,也就是东拼西凑,替大家省点儿力。

谢谢捧场!

家园 的确,国情不同,做法也各异。

另外,印度也属于资源稀缺,热心上快堆的。

家园 这么说,其实核心技术方面我们其实是掌握的

应用方向不同吧

家园 热堆乏燃料的湿法后处理的确是有基础的。
家园 我想应该是武器和反应堆的区别吧

反应堆需要的是3-5%的U235,武器需要的含量要高得多。如此,则成本关系大概是:反应堆浓缩铀<钚<<武器级浓缩铀。那么小国获得核武器的途径应当是:反应堆-->钚-->钚弹。大国则可以直接提炼武器级浓缩铀。而对民用堆而言,则钚就是一个成本问题了。

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